DE102017109426A1 - Snap-action switch with a current-carrying spring, method for producing such a snap-action switch and overload relay and tripping alarm with such a snap-action switch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Sprungschalter (16, 18, 20), der eine stromführende Sprungfeder (16) aufweist, die durch mechanisches Betätigen in zwei Ruhestellungen gebracht werden kann und aus einem mehrschichtigen plattierten Werkstoff hergestellt ist, wobei die Plattierung an Justagestellen der Sprungfeder (16) teilweise oder vollständig verdrängt und/oder nicht vorhanden ist, und wobei der Sprungschalter (16, 18, 20) dadurch justiert ist, dass die Sprungfeder (16) an den Justagestellen bei der Montage im Sprungschalter (16, 18, 20) verformt worden ist..The invention relates to a snap-action switch (16, 18, 20) having a current-carrying spring (16), which can be brought into two rest positions by mechanical actuation and is made of a multilayer clad material, wherein the cladding at Justagestellen the spring (16 ) is partially or completely displaced and / or non-existent, and wherein the jump switch (16, 18, 20) is adjusted in that the spring (16) has been deformed at the adjustment points during assembly in the snap-action switch (16, 18, 20) is ..
Description
Die Erfindung betrifft einen Sprungschalter mit einer stromführenden Sprungfeder gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sprungschalters gemäß Anspruch 10 sowie ein Überlastrelais und einen Ausgelöstmelder mit einem derartigen Sprungschalter gemäß Anspruch 11 bzw. 12.The invention relates to a snap-action switch with a current-carrying spring according to claim 1, a method for producing such a snap-action switch according to
Der Einsatz eines solchen Sprungschalters mit einer stromführenden Sprungfeder in einem Überlastrelais ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
Als Alternative zur stromführenden Sprungfeder sind Lösungen bekannt, welche die Funktionen mechanische Langzeitstabilität und gute elektrische Leitfähigkeit entkoppeln. Es werden beispielsweise klassische Stahlfedern mit einer Kipplagerungsmechanik und beweglichen Schaltkontakten, welche den Strom führen, gepaart, siehe beispielsweise die aus der europäischen Patentanmeldung
Aus der britischen Offenlegungsschrift
Schließlich ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen Sprungschalter mit einer stromführenden Sprungfeder zu verbessern.Object of the present invention is therefore to improve a snap switch with a current-carrying spring.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is solved by the subject matters of the independent claims. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein der vorliegenden Erfindung zugrundeliegender Gedanke besteht darin, die stromführende Sprungfeder eines Sprungschalters aus einem mehrschichtigen plattierten Werkstoff herzustellen, und die Plattierung an mindestens einer Justagestelle der Sprungfeder zu verdrängen oder gar nicht erst vorzusehen, sowie die Sprungfeder bei der Montage im Sprungschalter zu verformen, so dass mittels präziser Formgebung beim Montagevorgang eine definierte Sprungbewegung ermöglicht wird und insbesondere dadurch der Sprungschalter entsprechend justiert wird. Die Plattierung weist insbesondere eine oder mehrere Metalllagen auf, die vorzugsweise eine bessere elektrische Leitfähigkeit als ein Basiswerkstoff oder die Grundschicht, auf dem bzw. der die Plattierung aufgebracht ist, besitzen. Beispielsweise kann die Plattierung eine Lage aus einem Buntmetall und/oder eine Lage aus einem Edelmetall aufweisen, während der Basiswerkstoff bzw. die Grundschicht aus einem Federwerkstoff wie beispielsweise einem elastischen Metall, insbesondere einem Federstahl hergestellt sein kann. Je nach Wahl des Federwerkstoffs für die Sprungfeder kann diese magnetische oder unmagnetische Eigenschaften aufweisen und für einen häufigen Biegewechsel ausgelegt sein. Von den aus der
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft nun einen Sprungschalter, der eine stromführende Sprungfeder aufweist, die durch mechanisches Betätigen in zwei Ruhestellungen gebracht werden kann und aus einem mehrschichtigen plattierten Werkstoff hergestellt ist, wobei die Plattierung an Justagestellen der Sprungfeder teilweise oder vollständig verdrängt und/oder nicht vorhanden ist, und wobei der Sprungschalter dadurch justiert ist, dass die Sprungfeder an den Justagestellen bei der Montage im Sprungschalter verformt worden ist.An embodiment of the invention now relates to a snap-action switch, which has a current-carrying spring, which by mechanical Actuator can be brought into two rest positions and is made of a multilayer clad material, wherein the plating is partially or completely displaced and / or not present at adjustment points of the spring, and wherein the snap switch is adjusted by the fact that the spring at the adjustment points in the Mounting in the jump switch has been deformed.
Vor einer Montage im Sprungschalter kann die stromführende Sprungfeder bereits vorgebogen sein, was beispielsweise die Montage des Sprungschalters erleichtern kann.Before mounting in the snap-action switch, the current-carrying spring may already be pre-bent, which may facilitate, for example, the installation of the snap-action switch.
Die Plattierung kann mindestens eine Lage aus einem Buntmetall und/oder eine Lage aus einem Edelmetall aufweisen. Die Plattierung kann also im einfachsten Fall einlagig ausgebildet sein, beispielsweise eine Plattierung mit einer Lage Buntmetall wie Kupfer, oder eine Plattierung mit einer Lage Edelmetall wie Silber aufweisen, oder sie kann mehrlagig ausgebildet sein, beispielsweise mit einer ersten Lage Buntmetall und einer zweiten Lage Edelmetall. Eine mehrlagige Plattierung kann beispielsweise zum Erzielen einer bestimmten elektrischen Leitfähigkeit der Sprungfeder gewählt werden.The cladding may comprise at least one layer of a non-ferrous metal and / or a layer of a noble metal. The plating can thus be formed in the simplest case single-layered, for example, a plating with a layer of non-ferrous metal such as copper, or a plating with a layer of precious metal such as silver, or it may be formed multi-layered, for example with a first layer of non-ferrous metal and a second layer of precious metal , A multi-layer plating can be selected, for example, to achieve a specific electrical conductivity of the spring.
Das Buntmetall kann insbesondere Kupfer und die stromführende Sprungfeder insbesondere aus einem beidseitig Kupfer-plattierten Federstahlband durch Ausstanzen und ggf. Vorbiegen hergestellt sein.The non-ferrous metal, in particular copper, and the current-carrying spring, in particular, can be produced from a spring-steel strip clad on both sides with copper by stamping and, if necessary, pre-bending.
Die Sprungfeder kann bei der Montage des Sprungschalters beispielsweise an ein, zwei oder drei Enden entweder unter Spannung fixiert worden sein oder spannungsfrei fixiert und eine Spannung der Sprungfeder nach der Fixierung erzeugt worden sein, und/oder der Sprungschalter kann durch Beulen und/oder Biegen an der Sprungfeder oder an einem Träger der Sprungfeder justiert worden sein.The spring may have been fixed in the assembly of the snap-switch, for example, at one, two or three ends either under tension or fixed tension and a voltage of the spring after fixation have been generated, and / or the jump switch can by buckling and / or bending the spring or to be adjusted on a support of the spring.
Um eine gewünschte elektrische Leitfähigkeit zu erhalten, kann das Buntmetall Kupfer sein die Sprungfeder eine definierte Kupferschicht aufweisen so dass die Sprungfeder insgesamt einen geringen spezifischen Widerstand von kleiner als 0,14 Ohm * mm2/m aufweist, und/oder der mehrschichtige Werkstoff, aus dem die Sprungfeder herstellt ist, kann einen geringen spezifischen Widerstand von kleiner 0,14 Ohm * mm2/m aufweisen. Beispielsweise erreichen bestimmte Legierungen für Federanwendungen einen spezifischen Widerstand kleiner als 0,14 Ohm * mm2/m und könnten daher als Federwerkstoff für die Sprungfeder eingesetzt werden, um bereits dadurch eine gewünschte entsprechende elektrische Leitfähigkeit zu erreichen. Aber auch durch eine Plattierung mit einem geringen spezifischen Widerstand kann der spezifische Widerstand der gesamten Sprungfeder so beeinflusst werden, dass eine gewünschte elektrische Leitfähigkeit erhalten wird,In order to obtain a desired electrical conductivity, the non-ferrous copper may be the spring a defined copper layer so that the spring has a total of a low resistivity of less than 0.14 ohms * mm 2 / m, and / or the multilayer material, from the spring is made, may have a low resistivity of less than 0.14 ohms * mm 2 / m. For example, certain alloys for spring applications have a resistivity less than 0.14 ohm * mm 2 / m and could therefore be used as spring material for the spring to thereby achieve a desired corresponding electrical conductivity. But even by a plating with a low resistivity, the resistivity of the entire spring can be influenced so that a desired electrical conductivity is obtained,
Die Plattierung der Sprungfeder kann insbesondere ohne Zwischenlage auf einem Federkern aufgebracht sein.The plating of the spring may be applied in particular without an intermediate layer on a spring core.
Weiterhin kann die Sprungfeder zum Einsatz bei höheren Temperaturen insbesondere von mehr als ungefähr 100 °C ausgelegt sein. Dies kann insbesondere durch die Auswahl entsprechend geeigneter Federwerkstoffe erreicht werden. Beispielsweise kann die Einsatztemperatur von Federstahl je nach Sorte bei 80°C bis 300°C liegen. Da die Feder Eigenschaften der Sprungfeder im Wesentlichen durch den Federwerkstoff, beispielsweise den Federstahl bestimmt werden, und nur gering von der Plattierung beeinflusst werden, wird die Einsatztemperatur der Sprungfeder wesentlich von der Einsatztemperatur des Federwerkstoffes bestimmt. Durch eine entsprechende Auswahl beispielsweise einer geeigneten Federstahlsorte mit einer Einsatztemperatur von mehr als ungefähr 100°C kann damit die Sprungfeder für den Einsatz bei dieser Temperatur ausgelegt werden.Furthermore, the spring can be designed for use at higher temperatures, in particular of more than about 100 ° C. This can be achieved in particular by selecting appropriate spring materials. For example, the operating temperature of spring steel depending on the variety at 80 ° C to 300 ° C. Since the spring properties of the spring are essentially determined by the spring material, for example the spring steel, and are only slightly influenced by the plating, the operating temperature of the spring is determined substantially by the operating temperature of the spring material. By appropriate selection, for example, a suitable spring steel with an operating temperature of more than about 100 ° C so that the spring can be designed for use at this temperature.
Schließlich kann die Sprungfeder für häufige Biegewechsel ausgelegt sein. Dies kann insbesondere durch Auswahl eines geeigneten Federwerkstoffs insbesondere Federstahls erreicht werden; beispielsweise eignet sich für häufige Biegewechsel oder hohe dynamische Belastungen eine Kupfer-Beryllium-Legierung, aber es können durch eine Auswahl entsprechender Federstahlsorten auch höhere dynamische Belastungsbereiche erzielt und eine Sprungfeder mit solchen Federstahlsorten aus Federwerkstoff so für häufige Biegewechsel und die dementsprechende dynamische Belastung ausgelegt werden.Finally, the spring can be designed for frequent bending changes. This can be achieved in particular by selecting a suitable spring material, in particular spring steel; For example, is suitable for frequent bending changes or high dynamic loads a copper-beryllium alloy, but it can be achieved by selecting appropriate spring steel grades and higher dynamic load ranges and a spring with such spring steel grades of spring material are designed for frequent bending changes and the corresponding dynamic load.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sprungschalters nach der Erfindung und wie hierin beschrieben, wobei der Sprungschalter eine stromführende Sprungfeder aufweist, die durch mechanisches Betätigen in zwei Ruhestellungen gebracht werden kann, mit den folgenden Schritten: Herstellen der Sprungfeder aus einem mehrschichtigen plattierten Werkstoff, Fixieren der Sprungfeder an mindestens einem Ende im Sprungschalter, und Verformen der Sprungfeder an den Justagestellen bei der Montage im Sprungschalter, um den Sprungschalter zu justieren, wobei ein teilweises oder vollständiges Verdrängen der Plattierung an Justagestellen der Sprungfeder entweder beim Schritt des Verformens oder vor dem Schritt des Verformens erfolgt.A further embodiment of the invention relates to a method for producing a snap-action switch according to the invention and as described herein, wherein the snap-action switch has a current-carrying spring, which can be brought into two rest positions by mechanical actuation, comprising the following steps: producing the spring from a multilayered spring clad material, fixing the spring to at least one end in the snap switch, and deforming the spring at the adjustment points when mounting in the jump switch to adjust the snap switch, wherein a partial or complete displacement of the plating at adjustment points of the spring either in the step of deforming or before the step of deforming takes place.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Überlastrelais mit einem Überlastauslöser, einem Hilfsschalter, der einen Sprungschalter nach der Erfindung und wie hierin beschrieben aufweist, und einer mechanischen Übertragungseinrichtung zum Übertragen eines Auslösevorgangs vom Überlastauslöser auf den Sprungschalter des Hilfsschalters, wobei die Übertragungseinrichtung bei einem Auslösevorgang eine Bewegung der stromführenden Sprungfeder des Sprungschalters derart bewirkt, dass der Sprungschalter schaltet.In a further embodiment, the invention relates to an overload relay with an overload release, an auxiliary switch comprising a snap-action switch according to the invention and as described herein, and a mechanical overload relay Transmission device for transmitting a tripping operation from the overload release to the snap-action switch of the auxiliary switch, wherein the transmission device causes a movement of the current-carrying spring of the snap-action switch in a tripping operation such that the jump switch switches.
Schließlich betrifft eine weitere Ausführungsform der Erfindung einen Ausgelöstmelder für ein Schaltgerät, der ausgebildet ist, einen Ausgelöst-Zustand eines mechanisch mit ihm gekoppelten Schaltgeräts zu signalisieren, und einen Sprungschalter nach der Erfindung und wie hierin beschrieben aufweist, wobei beim Auslösen des Schaltgeräts über die mechanische Kopplung eine Bewegung der stromführenden Sprungfeder des Sprungschalters derart bewirkt wird, dass der Sprungschalter schaltet.Finally, a further embodiment of the invention relates to a triggering device for a switching device, which is designed to signal a tripped state of a mechanically coupled to it switching device, and a snap-action switch according to the invention and as described herein, wherein upon triggering of the switching device via the mechanical Coupling a movement of the current-carrying spring of the snap-action switch is effected such that the jump switch switches.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiments illustrated in the drawings.
Figurenlistelist of figures
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1 ein Ausführungsbeispiel eines Überlastrelais mit einem Sprungschalter gemäß der Erfindung;1 an embodiment of an overload relay with a snap-action switch according to the invention; -
2 eine Detailansicht der Auslösemechanik des Überlastrelais von1 ;2 a detailed view of the release mechanism of the overload relay of1 ; -
3 eine Detailansicht der Sprungfeder des im Überlastrelais von1 eingebauten Sprungschalters;3 a detailed view of the spring in the overload relay of1 built-in snap-action switch; -
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Überlastrelais mit einem Sprungschalter, bei dem die Sprungfeder durch eine Blattfeder implementiert ist, die eine durch eine Beule ausgebildete Justagestelle besitzt, gemäß der Erfindung;4 another embodiment of an overload relay with a snap-action switch, wherein the spring is implemented by a leaf spring having an adjustment point formed by a dent, according to the invention; -
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Überlastrelais mit einem Sprungschalter, bei dem die Sprungfeder durch eine Blattfeder implementiert ist, die aus einem teilplattierten Band ausgestanzt ist, gemäß der Erfindung; und5 another embodiment of an overload relay with a snap-action switch, wherein the spring is implemented by a leaf spring, which is punched out of a partially plated band, according to the invention; and -
6 eine Draufsicht auf die Sprungfeder des im Überlastrelais von5 eingebauten Sprungschalters.6 a plan view of the spring in the overload relay of5 built-in snap-action switch.
In der folgenden Beschreibung können gleiche, funktional gleiche und funktional zusammenhängende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. In the following description, identical, functionally identical and functionally connected elements may be provided with the same reference numerals.
Absolute Werte sind im Folgenden nur beispielhaft angegeben und sind nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen.Absolute values are given below by way of example only and are not to be construed as limiting the invention.
Im Auslösefall wird also ein Auslösevorgang vom Überlastauslöser
Die stromführende Sprungfeder
Durch die Erfindung kann der Einsatz von gesundheitsschädlichen Metallen wie Kupfer-Beryllium vermieden werden. Zudem ermöglicht die Erfindung die Fertigung von Sprungschaltern mit geringeren Fertigungstoleranzen bei den eingesetzten Sprungfedern.By the invention, the use of harmful metals such as copper beryllium can be avoided. In addition, the invention allows the production of snap-action switches with lower manufacturing tolerances in the springs used.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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